BACTÉRIAS - INTRODUÇÃO

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Célula Procarionte
Célula Eucarionte
Os Reinos dos quais fazem parte
Eles compõem o Reino Monera (seres unicelulares como
bactérias e algas azuis), Protista (seres unicelulares como
protozoários e algas eucariontes) e Fungi ( seres uni ou
pluricelulares como fungos elementares e fungos superiores).
Vírus
O vírus é um agente biológico (acelular) microscópico que se
reproduz dentro de células de hospedeiros
Os microrganismos são seres vivos minúsculos que podem ser
observados unicamente através de um microscópio.
MICRORGANISMOS
Os Microrganismos
Vírus
PARASITAS
Somente após a invenção do microscópio,
foi possível identificar uma grande
variedade de seres vivos. A partir daí,
eles passaram a fazer parte da
classificação dos seres vivos em reinos.
Bactérias
Características morfológicas
Morfologia Bacteriana
Coloração de Gram
(Hans Christian Gram-1884)
Parede celular
A composição da parede celular auxilia na
identificação de bactérias e explica
diferenças nas respostas a
procedimentos de coloração.
O método de coloração de Gram divide as
células em gram-positivas e gram-
negativas.
BACTÉRIAS GRAM-POSITIVAS
Células Gram-positivas possuem uma parede relativamente simples em
estrutura, composta por várias camadas de peptidoglicano ligado uns
aos outros por ligações cruzadas formando uma rede rígida e forte.
Além disso, eles possuem ligações químicas com ácidos teicóicos. Esses
ácidos contêm um grupo fosfato, o que torna a superfície da célula
carregada negativamente.
BACTÉRIAS GRAM-NEGATIVAS
Células Gram-negativas possuem uma quantidade muito menor de
peptidoglicano do que as Gram-positivas. Isso faz com que sua parede
celular não seja tão espessa e forte quanto a das outras supracitadas,
mas sua estrutura é mais complexa devido ao fato da existência de
uma membrana de lipoproteínas, polissacarídeos e fosfolipídios, que
envolve sua parede celular. A essa membrana dá-se o nome de
membrana externa.
Gram Positiva
Gram Negativa
A tintura violeta fica confinada na célula de bactérias Gram-positivas,
pois ocorre a desidratação das proteínas e do peptidoglicano e isso
causa o fechamento dos poros existentes na parede celular não
permitindo que o corante saia da célula (A parede é muito mais
espessa nas Gram-positivas, o que faz com que o número de poros
fechados seja muito grande). O ácido teicóico ligado ao peptidoglicano
e a membrana plasmática da bactéria Gram-positiva torna a parte
externa da célula negativa, e isso caracteriza uma espécie de dipolo
que pode induzir a fixação do corante com mais facilidade e por mais
tempo. As forças intermoleculares atuam em moléculas polares com
mais intensidade do que em moléculas apolares.
A membrana externa das bactérias Gram-negativas é removida pelo
álcool e os poros da parede celular dessas células não são suficientes
quando fechados para não permitir a saída do corante de seu interior.
Assim o corante não encontra muita dificuldade para sair do seu
citoplasma.
CarbonoFonte de 
energia
Nitrogênio
Doadores 
de H
Receptores 
de H 
Enxofre
Fósforo
Na, K, Mg
NUTRIÇÃO BACTERIANA
O crescimento bacteriano exige a disponibilidade de
nutrientes essenciais, tais como fontes de carbono, nitrogênio,
fósforo, enxofre, ferro e outros minerais com os quais as
bactérias podem sintetizar precursores de macromoléculas
orgânicas e vitaminas, ou quando incapazes da síntese de um
precursor essencial este deve estar presente no meio de
crescimento.
As bactérias são grandemente diversificadas em relação aos
seus requerimentos nutricionais, sendo que, para praticamente
qualquer substância há um microrganismo capaz de metabolizá-
la como nutriente.
A disponibilidade de nutrientes diminui à medida que a
população aumenta de tamanho; enquanto houver um mínimo de
nutrientes a população continuará a crescer.
FATORES AMBIENTAIS
TEMPERATURA
Mesófilas
Psicrófilas Termófilas
A temperatura pode ter efeitos positivos ou negativos sobre o
crescimento de uma população bacteriana.
À medida que a temperatura se aproxima de um valor ótimo, a taxa de
crescimento aumenta rapidamente porque a cinética de reação das
enzimas das células da população aumenta de modo diretamente
proporcional; as reações químicas tendem a ocorrer mais rapidamente
com aumento da taxa de divisões celulares. Por temperatura ótima de
crescimento entende-se aquela em que as células dividem-se mais
rapidamente, ou seja, apresentam um tempo de geração mais curto.
Quanto à temperatura de crescimento, as bactérias foram agrupadas
em quatro categorias: mesófilas, psicrófilas obrigatórias, psicrófilas
facultativas e termófilas.
Bactérias mesófilas
Bactérias mesófilas apresentam crescimento ótimo em temperaturas
variando entre 25ºC e 40ºC, ou seja, a faixa de temperatura mais
comum na superfície da Terra e nos organismos animais.
A maioria dos patógenos humanos apresenta crescimento ótimo em
temperaturas próximas de 37°C. Bactérias termodúricas, tais
como Bacillus cereus, Clostridium botulinum e Listeria monocytogenes,
geralmente vivem como mesófilas, mas podem suportar temperaturas
elevadas por curtos períodos de tempo.
Bactérias psicrófilas obrigatórias
Bactérias psicrófilas obrigatórias requerem baixas temperaturas para seu
crescimento; o crescimento ótimo se dá abaixo de 15ºC. Algumas espécies
marinhas toleram temperaturas negativas uma vez que a água do mar permanece
líquida em temperaturas abaixo de 0°C. Tais organismos morrem quando expostos
à temperatura ambiente. Sua adaptação a baixas temperaturas é devido ao alto
conteúdo de ácidos graxos insaturados em suas membranas.
Bactérias psicrófilas facultativas
Bactérias psicrófilas facultativas ou psicrotróficas apresentam
crescimento ótimo em temperaturas abaixo de 20ºC, mas podem
crescer, embora mais lentamente, em temperaturas de refrigerador e
têm alta probabilidade de contaminar e estragar produtos resfriados
tais como alimentos (por exemplo, Bacillus cereus) e sangue.
Bactérias termófilas
Bactérias termófilas são aquelas cujas taxas de crescimento ótimo
estão entre 50ºC e 60ºC; são encontradas em pilhas de adubo
orgânico. Algumas espécies toleram temperaturas de até 110 °C em
fontes termais. As enzimas dos organismos termófilos apresentam
propriedades de termo-estabilidade que lhes permitem atingir um
pico de atividade entre 60ºC e 80ºC. Dentro dessa categoria
encontram-se os organismos termófilos obrigatórios que só
crescem em temperaturas acima de 37°C e os termófilos
facultativos que podem crescer em temperaturas abaixo de 37° C.
A bactéria Bacillus stearothermophillus cresce otimamente entre 65
e 75°C, mas pode apresentar um pequeno crescimento e deteriorar
alimentos em temperaturas em torno de 30°C. Os esporos dessa
bactéria são utilizados para controlar o funcionamento de autoclaves
em laboratórios de microbiologia.
Dentre os termófilos obrigatórios encontram-se as bactérias
hipertermófilas que apresentam crescimento ótimo em temperaturas
em torno e acima dos 85°C. Há apenas três gêneros de bactérias
hipertermófilas: Aquifex, Thermocrinis e Thermotoga.
ATMOSFERA
Aeróbias
Anaeróbias 
Estritas
Anaeróbias 
Facultativas
Microaerófilas
Oxigênio
A capacidade de crescer na presença ou ausência de oxigênio divide as
bactérias em cinco grupos: aeróbicas estritas, microaerófilas,
anaeróbicas facultativas, anaeróbicas aerotolerantes, anaeróbicas
estritas.
Bactérias aeróbicas estritas crescem apenas onde há disponibilidade
de oxigênio, como por exemplo, as bactérias do gênero Pseudomonas.
Bactérias microaerófilas requerem uma quantidade reduzida de
oxigênio; altas concentrações de oxigênio lhes são tóxicas. As
bactérias microaerófilas sobrevivem emambientes com alta
concentração de dióxido de carbono e baixas concentrações de
oxigênio, como por exemplo, as bactérias do gênero Campylobacter.
Bactérias anaeróbicas facultativas utilizam oxigênio em seu
metabolismo energético, mas também podem crescer na ausência de
oxigênio. As bactérias Escherichia coli e espécies de Staphylococcus
são encontradas no trato intestinal e urinário onde há pouca
disponibilidade de oxigênio.
Bactérias anaeróbicas aerotolerantes suportam a presença de
oxigênio, sem utilizá-lo em seu metabolismo. Por exemplo, a
bactéria Lactobacillus acidophillus.
Bactérias anaeróbicas estritas não crescem na presença de oxigênio que lhes é
tóxico.
A maioria das espécies anaeróbicas estritas é encontrada no solo ou em micro-
ambientes em organismos animais que tenham se tornado anaeróbicos, como
ferimentos profundos ou a junção das gengivas com os dentes. Como oClostridium
tetani (causadora do tétano), Clostridium botulinum (causadora do botulismo) e as
bactérias associadas com doenças periodontais, como Porphiromonas
gengivallis e Prevotella intermedia.
A grande maioria das bactérias associadas aos intestinos de animais são anaeróbicas
estritas.
Para o crescimento de bactérias anaeróbicas estritas em laboratório são requeridos
procedimentos especiais de cultivo, tais como a exclusão total do oxigênio do meio
e do ambiente de crescimento através do uso de agentes redutores que reajam com o
oxigênio gasoso.
ATMOSFERA
pH
4 a 9 pH Ótimo: 7
pH
A maioria das espécies bacterianas pode crescer em meios cujo pH
esteja entre 5 e 9, faixa na qual encontra-se a maior parte dos
ambientes naturais. A maioria das bactérias não crescem em
valores de pH com uma unidade acima ou abaixo do seu pH ótimo.
Quanto à tolerância ao pH, as bactérias podem ser classificadas em
três categorias: neutrófilas, acidófilas e alcalinófilas.
Bactérias neutrófilas crescem em faixas de pH entre 5,4 a 8,5. A maioria
das bactérias apresenta um crescimento ótimo em ambientes cujo pH se
aproxima da neutralidade. A maioria das bactérias patogênicas está
incluída nessa categoria.
Bactérias acidófilas crescem em faixas de pH extremamente baixos, entre
0,1 e 5,4, como a bactéria Helicobacter pylorique pode colonizar a parede
estomacal. Bactérias alcalinófilas crescem em faixas de pH entre 8,5 e
11,5. A bactéria Vibrio cholerae apresenta um crescimento ótimo em pH 9.
População
O tamanho da população afeta o número de novas células que serão
formadas. Se a população aumenta, a taxa de crescimento também
aumenta, resultando em crescimento exponencial, desde que haja
disponibilidade de nutrientes e espaço.
Fatores que Alteram o Crescimento
Vários fatores podem afetar o crescimento de uma população
bacteriana, incluindo:
O tipo de ambiente,
Número de indivíduos na população,
Interações dinâmicas com outras populações bacterianas,
Presença de outros microrganismos predadores,
Fatores químicos e físicos tais como disponibilidade de nutrientes
essenciais, temperatura, pH, osmolaridade, pressão hidrostática,
concentração de oxigênio, luz, radiação ionizante ou ultravioleta,
presença de metabólitos tóxicos resultantes do metabolismo das
células da população em crescimento ou presença de agentes
antimicrobianos tais como bacteriocinas e antibióticos.
Os microrganismos podem viver em um grande número de ambientes,
para praticamente qualquer mudança ambiental há algum
microrganismo que pode sobreviver.
Metabolismo e toxicidade
À medida que a população aumenta de tamanho aumenta o consumo
de nutrientes com consequente aumento da produção de produtos
secundários do metabolismo. Esses metabólitos, quando em baixos
níveis têm pouco efeito nas taxas de divisões celulares, mas em
altas concentrações podem inibir a divisão celular ou mesmo matar
as células, consequentemente, diminuindo a taxa de crescimento da
população. Metabólitos tóxicos se acumulam rapidamente em
grandes populações bacterianas. Tais metabólitos são altamente
reativos podendo destruir componentes celulares essenciais tais
como proteínas, ácidos nucleicos e lipídios.
Fases do Crescimento Microbiano
O crescimento bacteriano é representado por uma curva, quando se
realiza contagem da população em intervalos de tempos após um
inoculo de um numero pequeno em meio liquido.
Fase Lag
No início, durante um período de tempo o número de células sofre
pequenas variações devido às bactérias não se reproduzirem
imediatamente quando colocadas em um novo meio de cultura. Este
período é chamado de Fase Lag que pode ser estender por horas a
vários dias.
Fase Log
Passado à fase lag, as células iniciam o processo de divisão celular, que é o
crescimento exponencial do seu número. Neste estágio o tempo de geração
atinge valores constantes, e é também neste estágio o período de maior
atividade metabólica. Na Fase Log a colônia é extremamente sensível a
variações ambientais podendo comprometer fases importantes do
desenvolvimento bacteriano.
Fase Estácionaria
Caso ocorresse da colônia continuar na fase log indeterminadamente,
uma bactérias com o tempo de geração de 20 minutos depois de
25h30min teria uma população com o peso aproximado de 80.000
toneladas. Contudo isso não ocorre devido ao término de nutrientes,
excesso de produtos metabólicos tóxicos. Assim o número de novas
bactérias se equivalem o número de bactérias mortas.
Fase de Declínio ou Morte Celular
Neste ponto, o número de bactérias mortas excedem o
número de novas bactérias e assim há o declínio no gráfico.
Esta fase perdura até que fiquem pouquíssimas bactérias ou
ocorre a extinção da colônia.
Tempo de Vida das Bactérias
Considerando-se uma célula isolada, o tempo de vida de uma bactéria vai do
término da divisão celular anterior até o final da próxima divisão.
Uma população de bactérias existe por tempo indeterminado.
Reprodução em Bactérias
As bactérias se reproduzem por fissão binária
transversa, onde havendo a replicação do cromossomo a
bactéria desenvolve uma parede celular transversa,
dividindo-a em duas células. Assim, a parede transversa
forma como uma invaginação da membrana plasmática e
da parede celular. Quando a nova parede formada não se
separa completamente em duas paredes, pode-se formar
uma cadeia (ou filamento) de bactérias.
Existem outras formas de reprodução, como a TRANSFORMAÇÃO,
onde a bactéria absorve fragmentos de material genético de outra
bactéria que se rompeu. Na CONJUGAÇÃO duas bactérias
geneticamente diferentes, mas da mesma espécie, trocam material
genético de forma direta. Já na TRANSDUÇÃO há a participação de
um vetor, o bacteriófago – um vírus, quando o bacteriófago entra numa
célula bacteriana, o DNA do vírus mistura-se com uma parte do DNA
bacteriano, de modo que o vírus agora carrega esta parte do DNA. Se
o vírus infecta uma segunda bactéria, o DNA da primeira bactéria
pode misturar-se com o DNA da segunda bactéria.
MEIOS DE CULTURA
Estado Físico
 Meios Líquidos
 Meios Sólidos 1 a 2% de ágar
 Meios Semi-sólidos 0,5% ou menos de ágar
Composição
 Meio Sintético Composição química definida
 Meio Simples Substâncias essenciais
 Meio Complexo Substâncias orgânicas complexas
 Meios Enriquecidos  Meios Seletivos
 Meios Diferenciais
Agar Sangue Agar MacConkey
Função
TÉCNICA DE SEMEADURA POR 
ESGOTAMENTO
SEMEADURA EM QUADRANTES
(ESGOTAMENTO POR ESTRIAS)
TÉCNICA DE SEMEADURA EM SUPERFÍCIE
ALÇA DE DRIGALSKY
TÉCNICA DE POUR – PLATE
Método de Placas de Ágar Fundido
 As bactérias obtêm energia
através da oxidação de
moléculas orgânicas e o
metabolismo destas moléculas
(carboidratos, lipídeos e
proteínas) fornece a energia
(adenosina trifosfato - ATP)
necessária para as bactérias
desenvolverem suas funções
vitais.
Metabolismo Bacteriano